JP2003151351A - 導電性ペースト及びセラミック回路基板の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易的に回路パターンを得る方法であるスクリ
ーン印刷法を用いて、スクリーンに目詰まりすることが
なく、微細で、膜厚が厚く、滲みがほとんどない回路パ
ターンを形成するための導電性ペースト及びセラミック
回路基板の製法を提供する。 【解決手段】導電性金属粉末と、有機バインダーと、有
機溶剤と、高剪断応力発生時と低剪断応力発生時におけ
るペースト粘度の比を大きくするチクソ剤と、界面活性
剤とを含有するもので、チクソ剤は、脂肪酸アマイドワ
ックス、微粉末シリカ及び有機ベンナイトから選ばれる
少なくとも１種であり、チクソ剤は、導電性金属粉末１
００質量部に対して０．５〜２質量部含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性ペースト及
びセラミック回路基板の製法に関し、特に、通信機器や
電子機器等に搭載される高周波用途の部品を構成する、
セラミック回路基板を製造する際に用いられる導電性ペ
ースト、及び内部配線を有するセラミック回路基板に関
するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、携帯電話をはじめとする移動体通信
等の発達及び普及に伴い、通信機器や電子機器等の小型
化、高機能化、低価格化、低電力化等が進められ、Ａｕ
やＡｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔ等の低融点、低抵抗の導体材
料と、ガラスセラミックス等の低温焼成セラミックスに
より、共振器、コンデンサ、コイル、フィルタ等の素子
が形成されたモジュール用の基板として、セラミック回
路基板が用いられてきている。

【０００３】このような基板において、基板のダウンサ
イジングが進み、かつ、形成される素子の数が増加する
ことに伴って、回路を構成する導体、すなわち、ライン
やコンデンサパッド等の微細化、小面積化が求められて
いる。一方、ラインの幅が細くなることによって、抵抗
値が高くなるため、ラインの膜厚をある程度厚くする必
要がある。また、微細配線化に伴って、ライン端部の形
状が回路の性能を左右するようになるため、ライン端部
の形成精度を向上する必要がある。即ち、ラインの断面
は四角形状であることが望ましい。

【０００４】セラミックグリーンシート上に回路パター
ンを形成する方法として、従来からスクリーン印刷法が
用いられている。このスクリーン印刷法は、導電性ペー
ストをメッシュスクリーン（あるいは、メタルスクリー
ン）を用いて、グリーンシート（被印刷物）に印刷する
ことにより、容易に回路パターンを形成できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微細パ
ターンを印刷する場合、導電性ペーストがスクリーン開
口部に目詰まりする、あるいは、使用されるペーストに
よってはグリーンシート上で滲みが生じ、回路パターン
の形状が保持されないため、ラインの幅や厚みのバラツ
キ、印刷面積のバラツキが生じるという問題があった。

【０００６】最近、凹版転写法や感光性導体ペーストを
用いた方法により、ファインラインを形成する試みがな
されている。例えば、特開２０００−１８３５０３号公
報には、フィルム基材に形成された溝部に導体ペースト
を充填して、それを、表面に接着層が形成されたセラミ
ック基材に貼り合わせた後、フィルム基材を剥離するこ
とにより、微細で、膜厚の厚い回路パターンを形成する
ことが開示されている。

【０００７】しかしながら、この方法では、フィルムへ
の精度よい凹版形成、凹版部へのペーストの充填、フィ
ルムからの導体の剥離、及び接着層の燃焼等の課題があ
り、パターン形成に多数の工程が必要であり、形成が困
難である。

【０００８】一方、特開２０００−１４７７５８号公報
には、感光性樹脂組成物に金属粉末を分散混入させた感
光性導電性ペーストをセラミックグリーンシートに被着
させ、所定の形状部に光を照射して光硬化させ、未硬化
の部分を現像により除去して、焼成することにより、微
細で、膜厚の厚い、所望の回路パターンが得られること
が開示されている。

【０００９】しかしながら、この方法では、感光性導電
性ペーストがゲル化するため導体膜形成が難しいという
問題や、導体粉末の形状や粒径及び導体膜の厚みによっ
て光硬化にバラツキが生じるという問題があり、さら
に、脱バインダー性が悪いことにより導体膜の密度が低
くなるという問題がある。また、ほとんどの導体ペース
トを廃棄、あるいは、再生処理しなければならず、コス
ト高である。

【００１０】さらに、最近、感光性スラリーを用いて絶
縁層となる絶縁層成形体を形成し、フォトリソプロセス
により穿孔してビアホールを形成し、導電性ペーストに
よりビアホールを充填及び回路パターンを印刷し、積
層、あるいは、ビルドアップにより一体化して焼成する
ことによりセラミック基板を得る方法が提案されてい
る。

【００１１】この方法において、露光及び現像されたグ
リーンシートは、緻密な膜になっており、導体ペースト
中の有機溶剤が浸透しにくいため、塗布印刷された回路
パターンが滲み広がり、回路パターン端部の形成精度を
向上することが困難であるという問題があった。

【００１２】本発明は、簡易的に回路パターンを得る方
法であるスクリーン印刷法を用いて、スクリーンに目詰
まりすることがなく、微細で、膜厚が厚く、滲みがほと
んどない回路パターンを形成するための導電性ペースト
及びセラミック回路基板の製法を提供することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の導電性ペースト
は、導電性金属粉末と、有機バインダーと、有機溶剤
と、高剪断応力発生時と低剪断応力発生時におけるペー
スト粘度の比を大きくするチクソ剤と、界面活性剤とを
含有することを特徴とする。

【００１４】このような構成を採用することにより、ス
クリーン印刷法によって微細配線を形成する場合におい
ても、高剪断応力発生時のペースト粘度が小さいため、
ペーストによるスクリーンメッシュの目詰まりが生じ
ず、断線等の欠陥がない配線を得ることができる。さら
に、低剪断応力時のペースト粘度が高いため、回路パタ
ーンの滲みを抑制することができる。

【００１５】本発明においては、チクソ剤は、脂肪酸ア
マイドワックス、微粉末シリカ及び有機ベンナイトから
選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。これに
より、高剪断応力発生時と低剪断応力発生時におけるペ
ースト粘度の比を大きくすることができる。

【００１６】また、チクソ剤は、導電性金属粉末１００
質量部に対して０．５〜２質量部含有することが望まし
い。これにより、印刷に適切な粘度特性をもつ導電性ペ
ーストを得ることができる。

【００１７】さらに、２５℃において、剪断速度が５
［１／ｓｅｃ．］の時の粘度が３００〜６００Ｐａ・ｓ
であることが望ましい。これにより、印刷直後における
パターンの滲みを抑制し、導体膜の形状を保持すること
ができる。また、高剪断応力発生時のペースト粘度が小
さいため、スクリーン印刷法によって微細配線を形成す
る場合においても、ペーストによるスクリーンメッシュ
の目詰まりが生じず、断線等の欠陥がない配線を得るこ
とができる。

【００１８】また、２５℃において、剪断速度が５［１
／ｓｅｃ．］の時の粘度に対して、剪断速度が０．５
［１／ｓｅｃ．］の時の粘度が３〜７倍であることが望
ましい。これにより、スクリーン開口部において、ペー
ストが目詰まりせず、かつ、印刷直後におけるパターン
の滲みを抑制し、導体膜の形状を保持することができ
る。

【００１９】さらに、ペースト中の固形分比率を８０質
量％以上とすることが望ましい。これにより、導電性ペ
ースト印刷後の乾燥における膜厚の減少、焼成における
収縮を抑制することができ、膜厚の厚い導体膜を得るこ
とができる。

【００２０】導電性金属粉末は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐ
ｄ、Ｐｔの中から選ばれる少なくとも１種類の導体を主
成分とすることが望ましい。このような構成にすること
により、低抵抗の導体膜を得ることができる。

【００２１】上記導電性ペーストでは、有機バインダー
がエチルセルロースとアルキッド樹脂とからなることが
望ましい。さらに、アルキッド樹脂による、良好なレベ
リング性により導体膜の表面粗さを小さくすることがで
き、かつ、膜の可撓性が改善されるため、絶縁層成形体
を形成し、その上面に回路パターンを形成する工程にお
いても剥離や欠損を抑制することができる。

【００２２】上記導電性ペーストでは、導電性金属粉末
１００質量％に対して、エチルセルロースを０．５〜
２．５質量％、アルキッド樹脂を１〜５質量％含有する
ことが望ましい。これによりスクリーン開口部からの抜
け性が良好であり、印刷パターンの滲みを抑制でき、レ
ベリング性のよいペーストが得られ、かつ、可撓性があ
り剥離等の欠損がない導体膜を得ることができる。

【００２３】本発明のセラミック回路基板の製法は、セ
ラミック粉末を含むグリーンシート表面に、上記した導
電性ペーストを塗布して回路パターンを形成し、該回路
パターンが形成されたグリーンシートを複数積層して、
積層成形体を作製し、該積層成形体を焼成することを特
徴とする。

【００２４】このような製法によれば、膜厚が厚く、導
体膜の形状に優れた、欠陥のない微細な回路パターンが
精度よく形成され、導体抵抗の低いセラミック回路基板
を得ることができる。

【００２５】また、本発明のセラミック回路基板の製法
は、 （ａ）少なくとも光硬化性樹脂及び絶縁性無機材料を含
有するスリップを作製する工程 （ｂ）前記スリップを塗布して薄層化された絶縁層成形
体を形成する工程 （ｃ）前記絶縁層成形体に貫通孔が形成される領域が遮
光されるようなフォトターゲットを配置したガラスマス
クを通して、前記絶縁層成形体を露光し、硬化させる工
程 （ｄ）前記（ｃ）工程で得られた絶縁層成形体の遮光部
を現像、洗浄により除去する工程 （ｅ）前記（ｄ）工程の前記絶縁層成形体の除去部に導
電性ペーストを充填する工程 （ｆ）前記（ｅ）工程で得られた絶縁層成形体上に、少
なくとも光硬化性樹脂および絶縁性無機材料を含有する
スリップを塗布、乾燥して絶縁層成形体を形成する工程 （ｇ）前記（ｃ）工程から前記（ｆ）工程を順次繰り返
して前記絶縁層成形体が複数積層された積層成形体を作
製するとともに、該積層成形体の絶縁層成形体のうち少
なくとも一層の表面に、請求項１乃至７のうちいずれか
記載の導電性ペーストを塗布して回路パターンを形成す
る工程 （ｈ）前記積層成形体を焼成する工程 を具備することを特徴とする。

【００２６】このようなセラミック回路基板の製法で
は、光硬化性樹脂及び絶縁性無機材料を含有するスリッ
プを薄層化した絶縁層成形体を露光し、硬化するため、
この絶縁層成形体上に導電性ペーストを塗布する場合に
は、導電性ペースト中の有機溶剤が絶縁層成形体中に浸
透しにくく、導電性ペーストを塗布すると、印刷直後に
回路パターンが滲み広がりやすく、導体膜の形状を保持
することや厚い導体膜を得ることが困難であるが、本発
明では、低剪断応力時のペースト粘度が高いため、回路
パターンの滲みを抑制することができ、導体膜の形状を
保持でき、厚い導体膜を容易に得ることができる。ま
た、印刷により形成される回路パターンの剥離や欠損を
抑制することができる。

【００２７】上記セラミック回路基板の製法では、導電
性ペーストをスクリーン印刷して回路パターンが形成さ
れることが望ましい。本発明の導電性ペーストでは、高
剪断応力発生時のペースト粘度が小さいため、ペースト
によるスクリーンメッシュの目詰まりが生じず、断線等
の欠陥の無い配線を得ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の導電性ペーストは、導電
性金属粉末と、有機バインダーと、有機溶剤と、高剪断
応力発生時と低剪断応力発生時におけるペースト粘度の
比を大きくするチクソ剤と、界面活性剤とを含有するも
のである。

【００２９】このように、高剪断応力発生時と低剪断応
力発生時におけるペースト粘度の比（チクソ比）を大き
くするチクソ剤を添加含有したのは、低剪断応力発生時
の導電性ペーストの流動を抑制し、高剪断応力発生時、
即ち、印刷時において、スクリーン開口部をペーストが
容易に通過するようにできるからである。

【００３０】チクソ剤としては、脂肪酸アマイドワック
ス、微粉末シリカ及び有機ベンナイトから選ばれる１種
類であることが望ましい。これらは大きなチクソ比を与
えることができるからである。特に、チクソ剤として
は、焼成工程における除去が容易という点から、脂肪酸
アマイドワックスを用いることが望ましい。

【００３１】また、チクソ剤の添加量は、導電性金属粉
末１００質量部に対して０．５〜２質量部含有すること
が望ましい。この範囲内のチクソ剤の添加量であれば、
ペーストによるスクリーンメッシュの目詰まりが生じ
ず、断線等の欠陥がない配線を得ることができるととも
に、回路パターンの滲みを抑制でき、導体膜の形状保持
を行うことができるからである。

【００３２】一方、０．５質量部未満になるとチクソ比
向上の効果が小さく、印刷直後において導体膜の形状保
持が困難となりやすい。逆に、チクソ剤の添加量が２質
量部を超えると、ペーストの粘度が高くなり、印刷にお
けるスクリーンの目詰まりにより、導体膜の印刷不良が
生じ易いからである。印刷性の観点から、チクソ剤の添
加量は、１．０〜１．５質量部が望ましい。

【００３３】さらに、本発明の導電性ペーストは、２５
℃において、剪断速度が５［１／ｓｅｃ．］の時の粘度
が３００〜６００Ｐａ・ｓであることが望ましい。高剪
断応力発生時のペースト粘度が小さいため、スクリーン
印刷法によって微細配線を形成する場合においても、ペ
ーストによるスクリーンメッシュの目詰まりが生じず、
スクリーン開口部からのペースト吐出量が多く、断線等
の欠陥がない優れた形状の配線を得ることができるから
である。

【００３４】一方、粘度が３００Ｐａ・ｓ未満になる
と、粘度が低くなりすぎ、ペーストが流動しやすくな
り、印刷直後においてパターンの滲みが生じ易く、また
粘度が６００Ｐａ・ｓを超えると、粘度が高くなりす
ぎ、スクリーン開口部からのペーストの抜けが悪くな
り、導体膜のカスレ、膜厚不足等の問題が生じ易いから
である。印刷性の観点から、２５℃において、剪断速度
が５［１／ｓｅｃ．］の時の粘度は４００〜５５０Ｐａ
・ｓが望ましい。

【００３５】さらに、２５℃において、剪断速度が５
［１／ｓｅｃ．］の時の粘度に対して、剪断速度が０．
５［１／ｓｅｃ．］の時の粘度が３〜７倍であることが
望ましい。これは、粘度が上記関係を満足する場合に
は、印刷直後におけるパターンの滲みを抑制し、優れた
導体膜の形状を保持することができるとともに、厚い膜
厚を容易に得ることができるからである。

【００３６】一方、上記粘度の比率が３倍未満になる
と、高剪断応力と低剪断応力における粘度の比が小さい
ため、スクリーン開口部からペーストが抜けにくくなっ
たり、あるいは、印刷直後における導体膜の形状保持が
困難になりやすい。逆に、７倍を超えると、低剪断応力
時の粘度が高くなり、印刷が困難となり易い。印刷性及
び導体膜の形状保持の観点から、剪断速度が５［１／ｓ
ｅｃ．］の時の粘度に対して、剪断速度が０．５［１／
ｓｅｃ．］の時の粘度は４〜６倍であることが望まし
い。

【００３７】本発明の導電性ペーストでは、１種類以上
の界面活性剤を含有しているが、これは、導電性金属粉
末と有機バインダーの濡れ性、分散性を良くし、印刷に
おける線幅や膜厚のバラツキを抑制でき、さらに、ペー
ストのレベリング性を良好にできるからである。界面活
性剤としては、リン酸エステル系、カルボン酸系、エー
テル系等があるが、特に、少量で効果があるという点か
ら、リン酸エステル系が望ましい。

【００３８】また、有機バインダーとしては、エチルセ
ルロース、アクリル樹脂等がある。有機溶剤としては、
テルピネオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペ
ンタンジオールモノイソブチレート等があり、導電性ペ
ーストの粘度をスクリーン印刷に適した粘度に調整する
役割を有する。

【００３９】さらに、ペースト中の固形分比率は８０質
量％以上であることが望ましい。印刷後の乾燥における
膜厚の減少を抑制でき、焼成時における収縮を小さくし
て所望の厚い膜厚を得ることができるからである。尚、
ここで、ペースト中の固形分としては、導電性金属粉末
及び、酸化物、共材等の無機物のことを言う。

【００４０】さらに、導電性金属粉末は、Ａｕ、Ａｇ、
Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔの中から選ばれる少なくとも１種類以
上の導体を主成分とすることが望ましい。これは、上記
のような低抵抗の導体材料を用いることにより、低抵抗
の回路が形成できるため、素子の消費電力を低減でき、
また、λ／４ストリップライン共振器等の高周波回路を
基板内部に形成した場合にも、挿入損失が小さい等の優
れた特性の回路を得ることができるからである。とりわ
け、回路特性の観点から、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕが好まし
い。

【００４１】本発明の導電性ペーストでは、他に、Ｒｕ
Ｏ₂、Ｒｈ等を含有することが望ましい。この場合に
は、焼成における、導体材料の収縮挙動を基板材料のそ
れに近づけることができる。

【００４２】一般に、スクリーン印刷法によって微細配
線を形成する場合においては、スクリーンメッシュを通
過する導電性ペーストには高剪断応力が発生するが、本
発明の導電性ペーストでは、高剪断応力発生時のペース
ト粘度が小さいため、ペーストによるスクリーンメッシ
ュの目詰まりが生じず、断線等の欠陥がない配線を得る
ことができる。さらに、スクリーンメッシュを通過し、
グリーンシートや絶縁層成形体上に塗布された導電性ペ
ーストには剪断応力は殆ど発生しておらず、このような
低剪断応力発生時にはペースト粘度が高いため、回路パ
ターンの滲みを抑制することができ、形状の優れた精度
の良い微細パターンを得ることができる。

【００４３】また、本発明の他の導電性ペーストは、導
電性金属粉末と、エチルセルロースとアルキッド樹脂と
からなる有機バインダと、チクソ剤と、界面活性剤とを
含有してなることが望ましい。

【００４４】エチルセルロースとアルキッド樹脂から構
成される有機バインダでは、エチルセルロースは少量の
添加でペースト化が可能であり、スクリーン開口部から
の通過性がよく、このため導体膜を緻密にできる。

【００４５】また、アルキッド樹脂は、導電性ペースト
のレベリング性を良好にし、さらに、印刷後の回路パタ
ーンに可撓性をもたせるため、回路パターンの表面粗さ
を小さくし、かつ、回路パターンの欠損を防止できる。

【００４６】また、導電性金属粉末１００質量％に対し
て、エチルセルロースを０．５〜２．５質量％、アルキ
ッド樹脂を１〜５質量％含有することが望ましい。この
範囲の添加量であれば、スクリーン開口部からの、ペー
ストの抜け性が良好であるため、断線等の欠陥がない配
線を得ることができるとともに、ペーストのレベリング
性が良好であるため、表面粗さの小さい導体膜が得ら
れ、さらに、導体膜の可撓性が良好になるため、導体膜
の剥離、欠損等を防止できるからである。回路パターン
の印刷性や導体の焼結性の点から、エチルセルロースの
含有量は、特に、１〜２質量％がより望ましい。また、
導体膜の表面粗さ、可撓性、形状、焼結性の観点から、
アルキッド樹脂の含有量は、２〜４質量％がより望まし
い。

【００４７】また、有機溶剤としては、テルピネオー
ル、２、２、４−トリメチル−１、３−ペンタンジオー
ルモノイソブチレート等があり、導電性ペーストの粘度
をスクリーン印刷に適した粘度に調整する役割を有す
る。

【００４８】さらに、本発明の導電性ペーストでは、導
電性ペースト１００質量％に対する、導電性金属粉末の
含有量が７５〜９０質量％であることが望ましい。この
範囲であれば、焼成時における収縮を小さくして所望の
厚い膜厚を得ることができ、かつ、緻密な膜を得ること
ができるため、抵抗が低く、接着強度の強い導体膜が得
られるからである。導体膜の膜厚や緻密度、及び、印刷
性の観点から、導電性金属粉末の含有量は、８０〜８５
質量％がより望ましい。

【００４９】一般に、スクリーン印刷法によって微細配
線及び電極パッドを同一面に形成する場合、微細配線部
においてペーストの抜け不良やパターンの滲み等が生
じ、電極パッド部において、スクリーンのメッシュ痕が
残る可能性がある。しかしながら、本発明の導電性ペー
ストでは、高剪断応力発生時のペースト粘度が小さく、
版抜け性の良いバインダを含有しているため、ペースト
によるスクリーンメッシュの目詰まりが生じず、断線等
の欠陥がない配線を得ることができる。さらに、絶縁層
成形体上に塗布された導電性ペーストには剪断応力は殆
ど発生しておらず、このような低剪断応力発生時にはペ
ースト粘度が高く、かつ、レベリング性のよい有機バイ
ンダを含有しているため、印刷時の滲みを抑制して形状
の優れた精度の良い回路パターンが得られ、かつ、表面
の粗さを小さくすることができる。

【００５０】図１に本発明の製法により作製されたセラ
ミック回路基板を示す。図１において、符号１０はセラ
ミック回路基板であり、このセラミック回路基板１０
は、基板（積層体）１と、基板１の表面に形成された表
面導体２、基板１の内部に形成された回路パターン３、
ビアホール導体４から構成されている。

【００５１】基板１は、７層の絶縁層１ａ〜１ｇからな
り、その絶縁層１ａ〜１ｇ間には回路パターン３が形成
されている。また絶縁層１ａ〜１ｇにはその厚み方向に
回路パターン３間を接続するため、また回路パターン３
と表面導体２とを接続するためのビアホール導体４が形
成されている。

【００５２】このようなセラミック回路基板の製法を具
体的に説明する。例えば、ＭｇＴｉＯ₃とＣａＴｉＯ₃を
主成分とする誘電体粉末と、有機バインダー、有機溶剤
を添加してなるスラリーを、ドクターブレード法により
薄層化し、基板用のグリーンシートを作製し、該グリー
ンシート上に、スクリーン印刷により、上記した導電性
ペーストを印刷して表面導体および回路パターンを形成
し、この回路パターンが形成されたグリーンシートを複
数積層し、積層成形体を作製する。表面導体の一部およ
び全部をセラミックペーストやガラスペーストで覆って
絶縁膜を形成してもよい。その後、積層成形体を一体焼
成してセラミック回路基板を得る。

【００５３】また、本発明の他のセラミック回路基板の
製法を具体的に説明する。先ず、絶縁層となるスリップ
材を作製する。スリップ材は、例えば、ガラスセラミッ
クスまたはセラミック原料粉末、光硬化可能なモノマ
ー、例えばポリオキシエチル化トリメチロールプロパン
トリアクリレートと、光重合開始剤、有機バインダ、例
えばアルキルメタクリレートと、可塑剤とを、有機溶
剤、例えばエチルカルビトールアセテートに混合し、ボ
ールミルで混練して作製される。

【００５４】スリップ中の絶縁性無機材料としては、例
えば、金属元素として少なくともＭｇ、Ｔｉ、Ｃａを含
有する複合酸化物であって、その金属元素酸化物による
組成式を（１−ｘ）ＭｇＴｉＯ₃−ｘＣａＴｉＯ₃（但
し、式中ｘは質量比を表し、０．０１≦ｘ≦０．１５）
で表される主成分１００質量部に対して、硼素含有化合
物をＢ₂Ｏ₃換算で３〜３０質量部、アルカリ金属含有化
合物をアルカリ金属炭酸塩換算で１〜２５質量部添加含
有してなるものが用いられる。

【００５５】尚、上述の実施例では溶剤系スリップ材を
作製しているが、親水性の官能基を付加した光硬化可能
なモノマー、例えば多官能基メタクリレートモノマー、
有機バインダ、例えばカルボキシル変性アルキルメタク
リレートを用いて、イオン交換水で混練した水系スリッ
プ材であっても良い。

【００５６】まず、支持基板上に、上記導電性ペースト
を塗布し、乾燥して表面導体となる表面パターンを形成
する。

【００５７】この後、上述のスリップ材をドクターブレ
ード法によって塗布・乾燥して、絶縁層１ｇを形成する
絶縁層成形体を形成する。ここで支持基板としてはマイ
ラーフイルムを用い、焼成工程前に取り外される。

【００５８】次に、絶縁層成形体に貫通孔の形成を行
う。貫通孔の形成は、露光処理、現像処理、洗浄・乾燥
処理により行う。露光処理は、絶縁層成形体上に、貫通
孔が形成される領域が遮光されるようなフォトターゲッ
トを配置して、例えば、超高圧水銀灯を光源として用い
て露光を行なう。

【００５９】これにより、貫通孔が形成される領域の絶
縁層成形体においては、光硬化可能なモノマの光重合反
応がおこらず、貫通孔が形成される領域以外の絶縁層成
形体においては、光重合反応が起こる。ここで光重合反
応が起こった部位を不溶化部といい、光重合反応が起こ
らない部位を溶化部という。

【００６０】現像処理は、絶縁層成形体の溶化部を現像
液で除去するもので、具体的には、例えば、トリエタノ
ールアミン水溶液を現像液として用いてスプレー現像を
行う。これにより所望の貫通孔が形成される。この後、
絶縁層成形体を現像により生じる不要なカスなどを洗
浄、乾燥工程により完全に除去する。この現像処理によ
り、絶縁層成形体に高寸法精度の貫通孔を容易に形成す
ることができる。

【００６１】次に、貫通孔へ導電性ペーストを充填し、
乾燥して、導電部材を形成する。具体的には、上述の工
程で形成した貫通孔内に上述の導電性ペーストを充填
し、乾燥する。貫通孔に相当する部位のみに印刷可能な
スクリーンを用いて印刷によって導体部材を形成し、そ
の後乾燥する。

【００６２】次に絶縁層成形体の表面に、回路パターン
を形成し、乾燥する。この回路パターンは、絶縁層成形
体の表面に、本発明の導電性ペーストをスクリーン印刷
法により塗布することにより形成する。

【００６３】上記のような工程を繰り返して、複数の絶
縁層成形体が積層された積層体を作製し、必要に応じ
て、プレスで形状を整え、この後、支持基板を除去す
る。この後、３００〜４００℃で脱バインダ処理し、含
まれている有機バインダ等の有機成分を消失し、この後
本焼成で焼結する。このような工程により高寸法精度の
導体パターンを有する本発明のセラミック配線基板を容
易に形成できる。

【００６４】本発明のセラミック回路基板の製法では、
絶縁層成形体が光硬化性樹脂を含有しており、露光硬化
されるため、絶縁層成形体上に、導電性ペーストを塗布
すると、導電性ペースト中の有機溶剤が絶縁層成形体中
に浸透しにくいが、本発明の導電性ペーストでは、スク
リーンメッシュを通過し、絶縁層成形体上に塗布された
導電性ペーストには剪断応力は殆ど発生していないため
ペースト粘度が高く、これにより、回路パターンの滲み
拡がりを抑制することができ、形状の優れた精度の良い
微細パターンを得ることができ、かつ、ペースト表面の
レベリング性が良好であり、導体膜表面の粗さを小さく
することができる。さらに、現像、洗浄の工程におい
て、遮光部の絶縁層を除去する際に、露出したパターン
導体膜が欠損しやすいが、本発明では、導体膜の可撓性
が改善され、パターン導体膜の欠損を防止することがで
きる。

【００６５】

【実施例】実施例１ チクソ剤として脂肪酸アマイドワックスを、銀粉末１０
０質量部に対して表１に示す量だけ添加し、さらに、有
機ビヒクル、界面活性剤を添加し、これらを攪拌した
後、銀粉末及び有機バインダの凝集体がなくなるまで３
本ロールミルで混合し、ペースト化し、表１のような粘
度（２５℃、５［１／ｓｅｃ．］）及び固形分比率（ペ
ースト中の無機分の比率）の導電性ペーストを得た。

【００６６】チクソ比は、２５℃での、剪断速度が５
［１／ｓｅｃ．］の時の粘度に対する剪断速度が０．５
［１／ｓｅｃ．］の時の粘度の比を表す。尚、粘度は、
Ｅ型粘度計で、Ｒ＝９．７ｍｍ、３゜コーンを用いて測
定した。

【００６７】有機ビヒクルは、有機バインダーとして、
エチルセルロースを５質量部、有機溶剤として２・２・
４−トリメチル−３・３−ペンタジオールモノイソブチ
レートを９５質量部とから構成し、この有機ビヒクル
を、銀粉末１００質量部に対して１０質量部添加した。
尚、試料Ｎｏ．１１は、有機バインダーとして、エチル
セルロースを３質量部、有機溶剤として２・２・４−ト
リメチル−３・３−ペンタジオールモノイソブチレート
を９７質量部からなる有機ビヒクルを用いた。

【００６８】界面活性剤は、リン酸エステルからなるも
のであり、銀粉末１００質量部に対して０．５質量部添
加した。

【００６９】次に、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ₂、Ｂ
₂Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏからなる組成物９５質量％、ガラス成分
としてホウケイ酸アルカリ土類ガラス５質量％を用い、
これにアクリル酸系の有機バインダー、可塑剤、有機溶
剤を添加してなるスラリーを、ドクターブレード法によ
り薄層化し、基板用のグリーンシートを作製した。

【００７０】次に、上記のグリーンシートに所定回路網
に応じてビアホール導体を形成すべく所定径のビアホー
ルをパンチングによって形成し、上記の導電性ペースト
をこのビアホールに充填した。また、グリーンシート上
に、所定回路網に応じて、上記した導電性ペーストを、
メッシュ＃４００で厚みが４８μｍのスクリーンを用い
て、表面導体あるいは回路パターンとなる導体膜を形成
し、これらのグリーンシートを積層して、積層成形体を
作製した。

【００７１】その後、一体的に積層した積層成形体を、
大気中４００℃で脱バインダー処理し、さらに９１０℃
で焼成し、セラミック回路基板を作製した。

【００７２】焼成後のセラミック回路基板において、設
計上の線幅５０μｍ、長さ１ｍｍの基板表面に形成され
た導体に対して、実際の線幅及び膜厚を測定し、導体膜
欠損の有無を調べた。線幅を金属顕微鏡（×２００）
で、膜厚をレーザー変位計で測定し、導体膜欠損の有無
を金属顕微鏡（×１００）で検査した。この結果を表１
に記載した。尚、試料Ｎｏ．９についてはチクソ剤とし
て粉末シリカを用い、試料Ｎｏ．１０についてはチクソ
剤として有機ベンナイトを用いた。

【００７３】

【表１】

【００７４】この表１から、本発明の導電性ペーストを
用いることにより、線幅５０±１０μｍと精度が良く、
膜厚が１２μｍ以上で、欠損のない導体配線パターンを
有するセラミック回路基板が得られることが判る。一
方、チクソ剤を添加しない比較例の試料Ｎｏ．１では、
線幅が広く、膜厚が薄くなり、スクリーンの目詰まりや
欠陥が生じることが判る。

【００７５】実施例２ 絶縁層を形成するためのスリップ材を、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、ＴｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏからなる組成物９５質量
％、ガラス成分としてホウケイ酸アルカリ土類ガラス５
質量％を用い、光硬化性モノマとしてエチレン性不飽和
結合を有するポリエチレングリコールジメタクリレー
ト、有機バインダとしてビアホール形成のための現像処
理においてアルカリ水溶液に可溶な一定量のカルボキシ
ル基を含むポリ（イソ）ブチルメタクリレートを用い、
光重合開始剤としてイルガキュア９０７とジエチルチオ
キサントン、有機溶剤としてジエチルグリコールモノブ
チルエーテルアセテートを用い、これらを混合しボール
ミルで混練して作製した。

【００７６】上記実施例１の試料Ｎｏ．１〜１１の導電
性ペーストを、支持基板上にスクリーン印刷により塗布
し、表面電極となるパターンを形成した。次に、上記ス
リップを、支持基板上にドクターブレード法により塗布
・乾燥して８０μｍの厚みをもつ絶縁層成形体を形成し
た。この絶縁層成形体に露光処理・現像処理を施して所
定の位置に、ビアホール導体を形成するための貫通孔を
形成した。

【００７７】具体的には、貫通孔を形成する領域が遮光
されるフォトターゲットを用いて、貫通孔を形成する以
外の領域に超高圧水銀灯にて１００ｍＪ／ｃｍ²の露光
を行ってその領域を硬化させ、露光されなかった未硬化
領域をトリエタノールアミン水溶液の弱アルカリ水溶液
を用いたスプレー現像にて溶解除去して貫通孔を形成し
た。

【００７８】この貫通孔に、上記導電性ペーストをスク
リーン印刷法により充填して、１００℃で加熱し、乾燥
してビアホール導電部材を形成した。

【００７９】さらに、上記と同様にして絶縁層成形体の
上面に、表１の試料Ｎｏ．１〜１１の導電性ペーストを
スクリーン印刷法により印刷して乾燥して、回路パター
ンを形成した。次に、上記と同様にして、絶縁層成形体
が７層形成された積層体を作製し、最上層の絶縁層成形
体の表面に、上記導電性ペーストを塗布して成形体を作
製し、これを支持基板から外した。

【００８０】この後、上記成形体を４００℃で１０時間
脱バインダーを行った後、９００℃で１時間焼成を行
い、図１に示したセラミック回路基板を得た。このセラ
ミック回路基板に対して、実施例１と同様に評価し、そ
の結果を表２に記載した。

【００８１】

【表２】

【００８２】この表２から、本発明の導電性ペーストを
用いることにより、ペーストが塗布される面が緻密であ
っても、線幅５０±１０μｍと精度が良く、膜厚が１０
μｍ以上で、欠損のない導体配線パターンを有するセラ
ミック回路基板が得られることが判る。

【００８３】実施例３ 導電性金属粉末として銀粉末を用いて、銀粉末１００質
量％に対して、エチルセルロース及びアルキッド樹脂を
表３に示す量で添加し、さらに、界面活性剤、チクソ
剤、有機溶剤を添加し、これらを攪拌した後、銀粉末及
び有機バインダーの凝集体がなくなるまで３本ロールミ
ルで混合し、ペースト化し、導電性ペーストを得た。界
面活性剤は、リン酸エステルからなるものであり、銀粉
末１００質量％に対して０．５質量％添加した。チクソ
剤には、脂肪酸アマイドワックスを用い、銀粉末１００
質量％に対して１．０質量％添加した。有機溶剤として
２・２・４−トリメチル−３・３−ペンタジオールモノ
イソブチレートを、ペースト中における銀粉末の含有量
が表３に示された量になるまで添加した。

【００８４】次に、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ₂、Ｂ
₂Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏからなる組成物９５質量％、ガラス成分
としてホウケイ酸アルカリ土類ガラス５質量％を用い、
これにアクリル酸系の有機バインダー、可塑剤、有機溶
剤を添加してなるスラリーを、ドクターブレード法によ
り薄層化し、基板用のグリーンシートを作製した。

【００８５】次に、上記のグリーンシートに所定回路網
に応じてビアホール導体を形成すべく所定径のビアホー
ルをパンチングによって形成し、上記の導電性ペースト
をこのビアホールに充填した。また、グリーンシート上
に、所定回路網に応じて、上記した導電性ペーストを、
メッシュ＃４００で厚みが４８μｍのスクリーンを用い
て、表面導体あるいは回路パターンとなる導体膜を形成
し、これらのグリーンシートを積層して、積層成形体を
作製した。

【００８６】その後、一体的に積層した積層成形体を、
大気中４００℃で脱バインダー処理し、さらに９１０℃
で焼成し、セラミック回路基板を作製した。

【００８７】焼成後のセラミック回路基板において、設
計上の線幅５０μｍ、長さ１ｍｍの基板表面に形成され
た導体に対して、実際の線幅及び膜厚、導体抵抗を測定
し、導体膜欠損の有無を調べた。線幅を金属顕微鏡（×
２００）で、膜厚をレーザー変位計で測定し、導体膜欠
損の有無を金属顕微鏡（×１００）で検査した。導体抵
抗は、ミリオームメーターで測定した抵抗値を、膜厚２
０μｍで単位面積あたりに換算した値である。これらの
結果を表３に記載した。

【００８８】さらに、面積が１ｍｍ²の導体に対して、
表面粗さを調べた。表面粗さの測定には、接触式の表面
粗さ計を使用し、ＪＩＳ Ｂ０６０１に基づいてＲｍａ
ｘ値（最大高さ）を求めた。この結果も表３に記載し
た。

【００８９】

【表３】

【００９０】この表３から、本発明の導電性ペーストを
用いて作製した試料Ｎｏ．１２〜２２では、線幅５０±
９μｍ以内と精度が良く、膜厚が１２μｍ以上で、欠損
のない導体配線パターンと、表面粗さ４μｍ以下の導体
電極パターンを有するセラミック回路基板が得られた。

【００９１】実施例４ 絶縁層を形成するためのスリップ材を、ＭｇＯ、Ｃａ
Ｏ、ＴｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ｌｉ₂Ｏからなる組成物９５質量
％、ガラス成分としてホウケイ酸アルカリ土類ガラス５
質量％を用い、光硬化性モノマーとしてエチレン性不飽
和結合を有するポリエチレングリコールジメタクリレー
ト、有機バインダーとしてビアホール形成のための現像
処理においてアルカリ水溶液に可溶な一定量のカルボキ
シル基を含むポリ（イソ）ブチルメタクリレートを用い
光重合開始剤としてイルガキュア９０７とジエチルチオ
キサントン、有機溶剤としてジエチルグリコールモノブ
チルエーテルアセテートを用い、これらを混合しボール
ミルで混練して作製した。

【００９２】また、上記実施例３の試料Ｎｏ．１２〜２
２の導電性ペーストを、支持基板上にスクリーン印刷に
より塗布し、表面電極となる回路パターンを形成した。

【００９３】次に、上記スリップを、支持基板上にドク
ターブレード法により塗布・乾燥して８０μｍの厚みを
もつ絶縁層成形体を形成した。この絶縁層成形体に露光
処理・現像処理を施して所定の位置に、ビアホール導体
を形成するための貫通孔を形成した。

【００９４】具体的には、貫通孔を形成する領域が遮光
されるフォトターゲットを用いて、貫通孔を形成する以
外の領域に超高圧水銀灯にて１００ｍＪ／ｃｍ²の露光
を行ってその領域を硬化させ、露光されなかった未硬化
領域をトリエタノールアミン水溶液の弱アルカリ水溶液
を用いたスプレー現像にて溶解除去して貫通孔を形成し
た。

【００９５】ここで、貫通孔底部に露出している導体
の、剥離及び欠陥の有無を金属顕微鏡（×１００）で検
査した。この結果を表４に記載した。

【００９６】この貫通孔に、上記導電性ペーストをスク
リーン印刷法により充填して、１００℃で加熱し、乾燥
してビアホール導電部を形成した。

【００９７】さらに、上記と同様にして絶縁層成形体の
上面に、表３の試料Ｎｏ．１２〜２２の導電性ペースト
をスクリーン印刷法により印刷して乾燥して、回路パタ
ーンを形成した。次に、上記と同様にして、絶縁層成形
体が７層形成された積層体を作製し、最上層の絶縁層成
形体の表面に、上記導電性ペーストを塗布して成形体を
作製し、これを支持基板から外した。

【００９８】この後、上記成形体を４００℃で１０時間
脱バインダーを行った後、９００℃で１時間焼成を行
い、図１に示したセラミック回路基板を得た。このセラ
ミック回路基板に対して、実施例３と同様に評価し、そ
れらの結果を表４に記載した。

【００９９】

【表４】

【０１００】この表４から、本発明の導電性ペーストを
用いた試料Ｎｏ．１２〜２２では、ペーストが塗布され
る面が緻密であっても、線幅５０±１０μｍ以内と精度
が良く、膜厚が１２μｍ以上で、欠損のない導体配線パ
ターンと、表面粗さ４μｍ以下の導体電極パターンを有
するセラミック回路基板が得られた。また、現像におけ
る導体の欠損も生じなかった。

【０１０１】

【発明の効果】本発明の導電性ペーストでは、高剪断応
力発生時と低剪断応力発生時におけるペースト粘度の比
を大きくするチクソ剤を含有せしめたので、スクリーン
印刷法によって微細配線を形成する場合においても、高
剪断応力発生時のペースト粘度が小さいため、ペースト
によるスクリーンメッシュの目詰まりが生じず、ペース
トの抜け性を良好にでき、断線等の欠陥がない配線を得
ることができるとともに、低剪断応力時のペースト粘度
が高いため、印刷直後における回路パターンの滲み広が
りを抑制して導体形状を保持でき、微細な導体パターン
であっても、膜厚が厚く、精度の良い導体膜を得ること
ができる。

【０１０２】また、有機バインダーとして、エチルセル
ロース及びアルキッド樹脂を含有せしめたので、レベリ
ング性が良好となり、導体表面の表面粗さが小さい導体
膜を得ることができる。さらに、印刷乾燥後における導
体膜に可撓性を付与することにより、フォトリソプロセ
スにおける耐現像性を向上した導体膜を得ることができ
る

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製法により得られたセラミック回路基
板を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・基板（積層体） ２・・・表面導体 ３・・・回路パターン ４・・・ビアホール導体 １０・・・セラミック回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E351 AA07 BB01 BB31 CC12 CC21 DD05 EE12 EE24 GG16 5E346 AA15 CC18 CC32 CC38 CC39 DD02 DD13 DD34 EE24 FF18 GG06 HH26 HH33 5G301 DA03 DA42 DD01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性金属粉末と、有機バインダーと、有
   機溶剤と、高剪断応力発生時と低剪断応力発生時におけ
   るペースト粘度の比を大きくするチクソ剤と、界面活性
   剤とを含有することを特徴とする導電性ペースト。
2. 【請求項２】チクソ剤は、脂肪酸アマイドワックス、微
   粉末シリカ及び有機ベンナイトから選ばれる少なくとも
   １種であることを特徴とする請求項１記載の導電性ペー
   スト。
3. 【請求項３】チクソ剤は、導電性金属粉末１００質量部
   に対して０．５〜２質量部含有することを特徴とする請
   求項１又は２記載の導電性ペースト。
4. 【請求項４】２５℃において、剪断速度が５［１／ｓｅ
   ｃ．］の時の粘度が３００〜６００Ｐａ・ｓであること
   を特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の導
   電性ペースト。
5. 【請求項５】２５℃において、剪断速度が５［１／ｓｅ
   ｃ．］の時の粘度に対して、剪断速度が０．５［１／ｓ
   ｅｃ．］の時の粘度が３〜７倍であることを特徴とする
   請求項１乃至４のうちいずれか記載の導電性ペースト。
6. 【請求項６】有機バインダーがエチルセルロースとアル
   キッド樹脂とからなることを特徴とする請求項１乃至５
   のうちいずれか記載の導電性ペースト。
7. 【請求項７】導電性金属粉末１００質量％に対して、エ
   チルセルロースを０．５〜２．５質量％、アルキッド樹
   脂を１〜５質量％含有することを特徴とする請求項１乃
   至６のうちいずれかに記載の導電性ペースト。
8. 【請求項８】セラミック粉末を含むグリーンシート表面
   に、請求項１乃至７のうちいずれかに記載の導電性ペー
   ストを塗布して回路パターンを形成し、該回路パターン
   が形成されたグリーンシートを複数積層して、積層成形
   体を作製し、該積層成形体を焼成することを特徴とする
   セラミック回路基板の製法。
9. 【請求項９】複数の絶縁層を積層してなるセラミック回
   路基板の製法であって、以下の（ａ）〜（ｈ）の工程を
   具備することを特徴とするセラミック回路基板の製法。 （ａ）少なくとも光硬化性樹脂及び絶縁性無機材料を含
   有するスリップを作製する工程 （ｂ）前記スリップを塗布して薄層化された絶縁層成形
   体を形成する工程 （ｃ）前記絶縁層成形体に貫通孔が形成される領域が遮
   光されるようなフォトターゲットを配置したガラスマス
   クを通して、前記絶縁層成形体を露光し、硬化させる工
   程 （ｄ）前記（ｃ）工程で得られた絶縁層成形体の遮光部
   を現像、洗浄により除去する工程 （ｅ）前記（ｄ）工程の前記絶縁層成形体の除去部に導
   電性ペーストを充填する工程 （ｆ）前記（ｅ）工程で得られた絶縁層成形体上に、少
   なくとも光硬化性樹脂および絶縁性無機材料を含有する
   スリップを塗布、乾燥して絶縁層成形体を形成する工程 （ｇ）前記（ｃ）工程から前記（ｆ）工程を順次繰り返
   して前記絶縁層成形体が複数積層された積層成形体を作
   製するとともに、該積層成形体の絶縁層成形体のうち少
   なくとも一層の表面に、請求項１乃至７のうちいずれか
   記載の導電性ペーストを塗布して回路パターンを形成す
   る工程 （ｈ）前記積層成形体を焼成する工程
10. 【請求項１０】導電性ペーストをスクリーン印刷して回
    路パターンが形成されることを特徴とする請求項８又は
    ９に記載のセラミック回路基板の製法。